火車上,常常有人推銷手按式發(fā)電照明器,它是利用發(fā)電機(jī)在外力的推動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。我家里有一個(gè)滾動(dòng)式按摩器,如果在它的內(nèi)部裝一個(gè)發(fā)電機(jī),能否發(fā)電?
一、設(shè)計(jì)電路圖
發(fā)電機(jī)被安裝在與按摩頭的相連處,在人體體表滾動(dòng)時(shí),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。通過(guò)降壓、穩(wěn)壓處理后,將發(fā)出的電整流后降為標(biāo)準(zhǔn)5Ⅴ,并儲(chǔ)存在移動(dòng)電源中。電路圖如圖1所示。
二、組裝
按圖2所示將電路元件組裝完成,結(jié)果發(fā)現(xiàn),發(fā)電機(jī)雖然能發(fā)電,但電珠僅能發(fā)出微弱的光亮。原來(lái),本裝置使用的小型發(fā)電機(jī)要求轉(zhuǎn)速在300轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)才能產(chǎn)生5V的電壓。滾輪的直徑是6cm,它的周長(zhǎng)約為18.8cm,1秒滾過(guò)的距離大約是40cm。這就說(shuō)明,此發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度約為100轉(zhuǎn)/分鐘,只有額定轉(zhuǎn)速的33%,自然達(dá)不到預(yù)期的效果。
想讓按摩滾輪的發(fā)電效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo),只有兩種辦法:一是將滾輪的直徑縮短,由S=2πR知,行程為40cm時(shí),發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速要達(dá)到300轉(zhuǎn)/分鐘左右,此時(shí)半徑R約為1.27cm至1.6cm,但這樣就失去了按摩作用。
二是選用低速發(fā)電機(jī),在滾輪半徑不變的情況下,行程為40cm時(shí),轉(zhuǎn)速約為100轉(zhuǎn)/分鐘,因此,只要選用轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘、電壓為5V以上的微型發(fā)電機(jī)即可。但我在市面上沒有發(fā)現(xiàn)此類發(fā)電機(jī)。
經(jīng)過(guò)查閱資料得知直流電動(dòng)機(jī)也可發(fā)電后,我網(wǎng)購(gòu)了幾種低速直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,低轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)發(fā)電效果好,但其齒輪易發(fā)生故障。綜合比較后,我選用了一款轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘、電壓為12V的直流電動(dòng)機(jī),不僅發(fā)電效果好,而且齒輪不易損壞。……
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生
2017年8期